Bürger sammeln Schnecken für die Wissenschaft
(14. Juni 2011) Wissenschaftliche Daten erfassten vor mehr als 200 Jahren zumeist privilegierte Bürger. Seit professionelle Wissenschaftler von ihrem Beruf leben können, geriet diese Bürgerwissenschaft – Citizen Science – in den Hintergrund. Erst mit der Vernetzung durch das Internet und durch schnelle Informationsübertragung kam es zur Wiederbelebung von Citizen Science.
Heutzutage können Freiwillige die Wissenschaft sogar passiv unterstützen, indem sie beispielsweise Rechenleistung ihres Computers zur Verfügung stellen. Als eines der ersten digitalen Citizen Science-Projekte initiierte die University of California 1999 SETI@home (Search for extraterrestrial intelligence at home). Die SETI-Software wertet auf den Computern der Teilnehmer Radioteleskop-Aufzeichnungen aus dem Weltall aus, um darin künstliche Funksignale aufzuspüren, die von außerirdischer Intelligenz stammen könnten. Auch wenn SETI@home bisher keinen Beweis für außerirdisches Leben erbrachte, wurde das Konzept der verteilten Rechenleistung – distributed computing – zum Erfolg.
Eine irdische distributed computing-Anwendung aus der Biochemie ist Rosetta@home. Die an der University of Washington erstellte Software kann die Faltung und die Wechselwirkungen von Proteinen vorhersagen und läuft derzeit regelmäßig auf über 60.000 Computern aus 156 Ländern. Auf diese Weise wurden unter anderem Proteine entworfen, die das Hämagglutininmolekül des Influenzavirus H1N1 mit hoher Affinität binden und so das Andocken des Virus an seine Wirtszelle blockieren sollen (Fleishman et al., Science 2011, 332:816-21). Auf Grundlage von Rosetta@home, das nur auf die Rechenleistung der Teilnehmer abzielte, entstand das Computerspiel Fold.it, in dem Spieler aktiv Proteine falten können. Da Menschen eine gute intuitive 3D-Mustererkennung haben, können Topklasse-Fold.it-Spieler die biologische Konformation eines Proteins teilweise besser erkennen als der Rosetta-Algorithmus (Cooper et al., Nature 2010, 466:756-60). Bisher führten die Ergebnisse der Spieler allerdings einzig dazu die Faltungs-Software zu verbessern.
Besonders erfolgreich ist Citizen Science bereits in der Ökologie. „Langfristige Bestandsbeobachtungen mit großer geographischer Ausdehnung beispielsweise, sind mit den Forschungsfinanzierungsmöglichkeiten in Deutschland nicht zu bewältigen. Sie sind erst durch die aktive Einbindung der Öffentlichkeit möglich“, erläutert der Biologe Christian Anton, Referent an der Deutschen Akademie der Naturforscher Leopoldina in Halle. Am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Halle, Antons früherem Arbeitsplatz, hat man bereits seit dem Start des ersten bundesweiten Citizen Science-Projektes im Jahr 2005, dem Tagfalter-Monitoring, Erfahrung mit forschenden Bürgern. „So war es auch kein Zufall, dass wir am UFZ für das deutsche Teilprojekt des Evolution MegaLab verantwortlich waren, der bisher größten Datenerhebung dieser Art“, erklärt Anton, der das Projekt im Darwin-Jahr 2009 in Deutschland koordinierte. Insgesamt sammelten tausende Freiwillige in 15 europäischen Ländern mehr als 500.000 Schwarzmündige Bänderschnecken (Cepaea nemoralis) und begutachteten die Schneckenhäuser, die abhängig vom Lebensraum und von Fressfeinden in Farbe und Muster variieren. Die von den Bürgern generierten Daten verglichen die Forscher mit einem historischen Datensatz von Schnecken, die zwischen 1950 und 1990 gesammelt worden waren.
„Das Ergebnis war überraschend, da wir eine Veränderung nicht bei der Farbe sondern bei der Bänderung gefunden haben. Der Anteil der Schnecken, die nur einen Streifen auf dem Gehäuse haben, nahm in den letzten Jahrzehnten signifikant zu“, erläutert Anton die kürzlich publizierten Ergebnisse (Silvertown et al., PLoS One 2011, 6:e18927). Da die Bänderung für die Tarnung der Schnecken wichtig ist, sollen die Citizen Science-Daten für eine weitere Studie Auskunft über den Hauptfressfeind der Bänderschnecke, die Singdrossel, geben.
Leider gibt es auch hin und wieder negative Beispiele. „Einmal hatte eine Naturschutzorganisation eine umfangreiche Datensammlung durchgeführt und wir mussten feststellen, dass die Art der Datenerfassung nicht geeignet war, um sie wissenschaftlich auszuwerten“, so Anton. Neben einer guten Idee und der Fähigkeit, die Menschen von der Studie zu begeistern, können eine übersichtliche Methodik und die enge Zusammenarbeit von Wissenschaftlern und Laien dazu beitragen, solche Fehler in Zukunft zu vermeiden. „Ich denke, dass wir mit der Publikation in PLoS One sehr gut zeigen konnten, dass es sich um wirklich verlässliche Daten handelt“, so Anton, der optimistisch in die Zukunft blickt: „In Großbritannien herrscht eine sehr große Begeisterung für solche Projekte, die mit etwas Verzögerung auch in Deutschland ankommen wird.“
Kai Krämer
Bild: CCold/photocase.com